王長(zhǎng)江 徐玲 李俊永
[摘 要]
培育學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),是中學(xué)物理教學(xué)的重要目標(biāo)。“思維型”課堂教學(xué)理論主張課堂教學(xué)中師生活動(dòng)的核心是“思維活動(dòng)”,強(qiáng)調(diào)教學(xué)中應(yīng)引發(fā)學(xué)生積極思考、主動(dòng)探究。以“思維型”課堂教學(xué)理論為基礎(chǔ),完成對(duì)“物質(zhì)的密度”一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)。
[關(guān)鍵詞]
高中物理;“思維型”課堂;密度
培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)的學(xué)習(xí)者是我國(guó)教育的重要目標(biāo)。如何在課堂教學(xué)中培育學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),以使他們?cè)谖磥淼纳钪?,獲得更好的職業(yè)發(fā)展和生活質(zhì)量?林崇德、胡衛(wèi)平提出的“思維型”課堂教學(xué),為通過課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)提供了理論支撐。
“思維型”課堂教學(xué)理論主張課堂教學(xué)中師生活動(dòng)的核心是“思維活動(dòng)”;強(qiáng)調(diào)教學(xué)中應(yīng)引發(fā)學(xué)生積極思考、主動(dòng)探究?!八季S型”課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)以誘發(fā)思維動(dòng)機(jī)為特征的教學(xué)導(dǎo)入、以引發(fā)思維動(dòng)力為特征的教學(xué)過程、以進(jìn)行思維監(jiān)控為特征的教學(xué)反思,以及達(dá)到靈活思考為目的的應(yīng)用遷移[1]。基于以上認(rèn)識(shí),在本文中,我們將以“思維型”課堂教學(xué)理論為基礎(chǔ),完成對(duì)“物質(zhì)的密度”一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)。
一、分析教學(xué)內(nèi)容,梳理核心概念
“物質(zhì)的密度”選自江蘇科學(xué)技術(shù)出版社(2012年11月第3版)出版的八年級(jí)物理下冊(cè)第六章第三節(jié)。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》相關(guān)要求是:
1)通過實(shí)驗(yàn),理解密度會(huì)測(cè)量固體和液體的密度。
2)解釋生活中一些與密度有關(guān)的物理現(xiàn)象。
學(xué)生通過對(duì)前面關(guān)于質(zhì)量、體積以及測(cè)量等知識(shí)的學(xué)習(xí),對(duì)質(zhì)量有了初步的認(rèn)識(shí);在天平、量筒的使用過程中,學(xué)習(xí)了一些基本的測(cè)量方法;通過對(duì)前幾章的學(xué)習(xí),積累了一定的科學(xué)探究能力。密度是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)概念;密度知識(shí)是在質(zhì)量、體積等知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)物質(zhì)世界的進(jìn)一步探索。應(yīng)該在分析教學(xué)內(nèi)容時(shí),抽取出核心概念?;纠斫馐菍?duì)概念關(guān)系的描述,是在具體知識(shí)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的深層次的、高度概括的、可以隨時(shí)間變化和文化變遷的、可遷移的觀念。我們將本節(jié)所包含的核心概念概括為:
①物體的質(zhì)量與體積的比值反映了組成該物體的所有物質(zhì)的屬性。
②某種物質(zhì)的物體,其質(zhì)量與體積的比值叫作這種物質(zhì)的密度。
③密度的大小等于單位體積物體的質(zhì)量。
二、設(shè)計(jì)基本問題,瞄準(zhǔn)思維發(fā)展
在“思維型”課堂教學(xué)中,應(yīng)該將核心概念轉(zhuǎn)化為一系列基本問題,以基本問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)進(jìn)程。“基本問題”設(shè)計(jì)的思路是:將已經(jīng)概括出來的“核心概念”細(xì)化為幾個(gè)有次序的“為什么”“如何”的問題。在本節(jié)內(nèi)容中,設(shè)計(jì)了6個(gè)基本問題。通過對(duì)教材文本進(jìn)行研讀,從文本中挖掘出與基本問題相對(duì)應(yīng)內(nèi)隱的思維技能要素,以及積極的思維傾向要素。(表1)
表1 《物質(zhì)的密度》中的基本問題與對(duì)應(yīng)的思維技能、思維傾向
[基本問題 思維技能 思維傾向 為什么要探索質(zhì)量與體積的關(guān)系? 比較 好奇心 如何探索質(zhì)量與體積之間的關(guān)系? 想象;假設(shè) 共情傾聽 為什么要采用探究法研究質(zhì)量、體積現(xiàn)象內(nèi)隱的本質(zhì)? 分析 自我省察 密度知識(shí)有哪些應(yīng)用? 問題解決(綜合) 理性分析 ]
三、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),問題驅(qū)動(dòng)思維
“思維型”課堂教學(xué)中,基本問題將作為主要的驅(qū)動(dòng)力,推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的開展。
環(huán)節(jié)1:教學(xué)導(dǎo)入,引發(fā)思維動(dòng)機(jī)
基本問題1:為什么要探索質(zhì)量與體積之間的關(guān)系?
最新學(xué)習(xí)科學(xué)的研究表明:已有的知識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的基礎(chǔ)。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí),使用原有知識(shí)就可以解決問題,他們就不會(huì)學(xué)習(xí)新的技能與知識(shí)。在本節(jié)課中,如果學(xué)生使用以前學(xué)過的知識(shí),就可以鑒別不同物質(zhì),他們就不會(huì)再花力氣探索質(zhì)量與體積的關(guān)系。在以往的教學(xué)中,多數(shù)老師都忽略了這個(gè)環(huán)節(jié),而直接進(jìn)入探討質(zhì)量與體積的關(guān)系環(huán)節(jié)。針對(duì)以往教學(xué)中的不足,在本節(jié)教學(xué)中,教師首先給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境,展示盛滿有自來水和醋的兩個(gè)相同的透明塑料瓶,教師將設(shè)置三種情境讓學(xué)生加以鑒別,對(duì)前兩種情境,學(xué)生會(huì)很快根據(jù)以前學(xué)過的知識(shí),給出鑒別方法。對(duì)第三種情形,學(xué)生會(huì)感到束手無策,他們的求知欲、好奇心、探究心,自然而然的激發(fā)起來,想象的思維技能也會(huì)因此調(diào)動(dòng)起來。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì),會(huì)促使學(xué)生結(jié)合已有的物體質(zhì)量的知識(shí),猜想到用測(cè)量質(zhì)量的方法加以鑒別,教學(xué)過程很容易過渡到“如何探索質(zhì)量與體積的關(guān)系”這個(gè)環(huán)節(jié)。
環(huán)節(jié)2:教學(xué)過程,引發(fā)思維動(dòng)力
基本問題2:如何探索質(zhì)量與體積之間的關(guān)系?
在這個(gè)環(huán)節(jié)中,首先解決的問題是:質(zhì)量與體積可能存在怎樣的關(guān)系?
教師給出4個(gè)鋁塊和鐵塊(貼上標(biāo)簽,注明鐵塊和鋁塊),小的鋁塊和鐵塊體積相同,大的鋁塊和鐵塊體積相同,讓學(xué)生猜想物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系,提出有價(jià)值的探究問題,進(jìn)行猜想。學(xué)生會(huì)提出這樣的問題:相同體積的不同物質(zhì),它們的質(zhì)量相同嗎?那么反過來,有的學(xué)生會(huì)提出相反的問題:不同體積的相同物質(zhì),它們的質(zhì)量相同嗎?
在以上的教學(xué)過程中,涉及的思維技能有想象與假設(shè)。其中想象技能是學(xué)生指根據(jù)教師語(yǔ)言描述或圖形示意,在頭腦中再現(xiàn)出以前未感知過的客觀形象(比如速度的模型等),是在頭腦中改造過去經(jīng)歷過的記憶表象而創(chuàng)造的新形象。本節(jié)中的假設(shè)技能,是學(xué)生運(yùn)用思維、想象,對(duì)所研究的物質(zhì)的質(zhì)量與體積關(guān)系的初步設(shè)想或推測(cè),是對(duì)物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系的可能的答案或嘗試性理解。在以上的教學(xué)過程中,涉及的思維傾向有共情傾聽、互助思考。在提出猜想的過程中,學(xué)生們參與的熱情很高,會(huì)提出各種各樣的觀點(diǎn)、問題,有時(shí)候會(huì)自言自說,而不是做一個(gè)“善于傾聽的學(xué)生”。因此,教師應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生,在自己表述觀點(diǎn)的同時(shí),站在其他同學(xué)的角度上,耐心地傾聽其他同學(xué)的觀點(diǎn),進(jìn)行互助思考,堅(jiān)持一段時(shí)間,學(xué)生就會(huì)形成同情傾聽和互助思考的思維傾向。在本環(huán)節(jié)中,強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)“提出問題,明確問題,提出假設(shè),檢驗(yàn)假設(shè)”的思維方法。在探索質(zhì)量與體積的關(guān)系的學(xué)習(xí)過程中,要把學(xué)習(xí)的要求轉(zhuǎn)化為學(xué)生個(gè)體思維任務(wù),提出問題。
在這個(gè)環(huán)節(jié)中,其次解決的問題是:如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,來驗(yàn)證質(zhì)量與體積的關(guān)系?學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下,對(duì)篩選出的兩個(gè)問題展開探究:①同種物質(zhì),體積增大,質(zhì)量也增大,質(zhì)量與體積成正比;②不同物質(zhì),質(zhì)量與體積的比值不同。教師要求學(xué)生選取器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將全班同學(xué)分成幾個(gè)大組,若干個(gè)小組,合作來探究以上兩個(gè)問題,并指導(dǎo)學(xué)生繪制實(shí)驗(yàn)記錄表格。主要的教學(xué)活動(dòng)有:
教學(xué)活動(dòng)1:為了驗(yàn)證 “體積相同的不同物質(zhì),質(zhì)量不同”的猜想,應(yīng)如何選取器材?如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?
教學(xué)活動(dòng)2:為了驗(yàn)證“體積不同的相同物質(zhì),質(zhì)量不同”的猜想,應(yīng)如何選取器材?如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?
教學(xué)活動(dòng)3:組織學(xué)生對(duì)組內(nèi)確定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估,確定實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生畫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表格。
學(xué)生根據(jù)評(píng)估后確定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案選取實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究。(注意:1-3組探究;“體積相同的不同物質(zhì),質(zhì)量不同”的猜想;4-6組探究“體積不同的同種物質(zhì),質(zhì)量不同”的猜想。)
在這個(gè)環(huán)節(jié),還要解決的問題是:為什么說物體的質(zhì)量與體積的比值,反映了組成該物體的所有物質(zhì)的屬性?
教師引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
結(jié)論1:不同物質(zhì)的同種物體,其質(zhì)量與體積比值相同。
結(jié)論2:不同物質(zhì)的物體,其質(zhì)量與體積的比值不同。
既然所有的由鐵物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與體積的比值都相同,而鋁制品、鐵制品的質(zhì)量與體積的比值不同,那么,我們就可以用這個(gè)比值來區(qū)別不同的物質(zhì)。這是我們利用質(zhì)量與體積的比值來辨別物質(zhì)的思路。
環(huán)節(jié)3:應(yīng)用遷移,達(dá)到靈活思考
基本問題3:密度知識(shí)的應(yīng)用有哪些?
為了能夠很好地將密度的物理意義讓學(xué)生清楚地理解,教師特意設(shè)置了知識(shí)的遷移和應(yīng)用環(huán)節(jié),通過兩道典型問題的提出,通過師生互動(dòng)完成,將其中所蘊(yùn)含的道理給學(xué)生闡述清楚。
問題:(1)一杯水和一滴水哪個(gè)密度大?
(2)將饅頭壓癟,壓癟后,饅頭的密度變大還是變???
(3)質(zhì)量為2.7克的鋁,切去一般,剩下的一半,其密度是多少?
通過小組討論,學(xué)生逐漸理解了:密度是物質(zhì)本身的特性,與質(zhì)量、體積和形狀無關(guān)。
課堂教學(xué)時(shí)間很寶貴,教師應(yīng)該精心地設(shè)計(jì)應(yīng)用本節(jié)知識(shí)可以解決的問題。在“思維型”課堂中,我們對(duì)問題設(shè)計(jì)的要求是:①問題可以運(yùn)用本節(jié)知識(shí)解決;②問題需要多種認(rèn)知過程參與;③問題情境能激發(fā)起學(xué)生探究的興趣。
環(huán)節(jié)4:教學(xué)反思,進(jìn)行思維監(jiān)控
基本問題4:為什么要采用探究法研究質(zhì)量、體積現(xiàn)象內(nèi)隱的本質(zhì)?
在這個(gè)環(huán)節(jié)需要對(duì)知識(shí)習(xí)得過程中思維的歷程進(jìn)行反思。探究法強(qiáng)調(diào)將教師的教和學(xué)生的重心從過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的授受向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化。探究法強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)參與,親身經(jīng)歷探究過程。關(guān)于“物質(zhì)的密度”的教學(xué),以往的教學(xué)中,老師也采用探究法進(jìn)行教學(xué),但是缺少對(duì)密度知識(shí)形成過程中思考?xì)v程的反省。學(xué)生在習(xí)得密度知識(shí)的探究活動(dòng)中,提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或制定計(jì)劃等環(huán)節(jié)中,都是怎么思考問題的,能不能總結(jié)出若干思維策略,從而促使學(xué)生遇到新的類似的問題情境,能夠有效地解決問題。
在本節(jié)課的教學(xué)中,教師力圖通過富有啟發(fā)性的問題,促使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到觀察、實(shí)驗(yàn)、收集事實(shí)證據(jù)等探究活動(dòng)中,并引導(dǎo)學(xué)生提出問題、提出猜想、驗(yàn)證猜想以及做出解釋等積極構(gòu)建知識(shí)的活動(dòng),通過探討甚至問難、質(zhì)疑,促使學(xué)生不僅拓延自己對(duì)知識(shí)的理解,而且提高質(zhì)疑、推理和批判性地思考科學(xué)現(xiàn)象的能力。
[參 考 文 獻(xiàn)]
[1]王長(zhǎng)江.中學(xué)物理思維型課堂教學(xué)研究[M].北京:科學(xué)出版社,2015.
(責(zé)任編輯:張華偉)